- 圆锥曲线与方程
- 共14739题
以下命题:
①二直线平行的充要条件是它们的斜率相等;
②过圆上的点(x0,y0)与圆x2+y2=r2相切的直线方程是x0x+y0y=r2;
③平面内到两定点的距离之和等于常数的点的轨迹是椭圆;
④抛物线上任意一点M到焦点的距离都等于点M到其准线的距离.
其中正确命题的标号是______.
正确答案
①两条直线平行的充要条件是它们的斜率相等,且截距不等,故①不正确,
②过点(x0,y0)与圆x2+y2=r2相切的直线方程是x0x+y0y=r2.②正确,
③不正确,若平面内到两定点距离之和等于常数,如这个常数正好为两个点的距离,则动点的轨迹是两点的连线段,而不是椭圆;
④根据抛物线的定义知:抛物线上任意一点M到焦点的距离都等于点M到其准线的距离.故④正确.
故答案为:②④.
动点M的坐标(x,y)在其运动过程中总满足关系式+
=6.
(1)点M的轨迹是什么曲线?请写出它的标准方程;
(2)已知定点T(t,0)(0<t<3),若|MT|的最小值为1,求t的值.
正确答案
(1)由于点(x,y) 满足+
=6,即点(x,y) 到两个定点(-
,0)、(
,0)的距离之和等于常数6,
由椭圆的定义可知:此点的轨迹为焦点在x轴上的椭圆,且 a=3,c=,故b=2,故椭圆的标准方程为
+
=1.
(2)由于 |MT|2=f(x)=(x-t)2+y2=(x-t)2+4(1-),0≤x≤3,
记f(x)=(x-t)2+4(1-)=
(x-
t)2-
t2+4,0≤x≤3.
①当0≤t<3,即0<t<
时,
=f(
t)=-
t2+4,又
=1,
∴-t2+4=1,解得t=
,而t=
∉(0,
),故舍去.
②当t≥3,即
≤t<3时,
=f(3)=t2-6t+9,又
=1,
∴t2-6t+9=1,解得t=2或t=4,而4∉[,3),2∈[
,3),故t=4不符合题意,t=2符合题意.
综上可知,t=2.
已知椭圆+
=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,其右准线上l上存在点A(点A在x轴上方),使△AF1F2为等腰三角形.
(1)求离心率e的范围;
(2)若椭圆上的点(1,)到两焦点F1,F2的距离之和为2
,求△AF1F2的内切圆的方程.
正确答案
(1)由题意有F1(-c,0),F2(c,0),l:x=.(2分)
设A(,y0),由△AF1F2为等腰三角形,则只能是F1F2=F2A,又F2A>
-c,
即2c>-c,所以
<e<1.(6分)
(2)由题意得椭圆的方程为+y2=1,其离心率为
>
,此时F1(-1,0),F2(1,0),l:x=2.
由F1F2=F2A,可得y0=.(10分)
设内切圆的圆心B(x1,y1),AF1:x-y+1=0,BF2:y=-
(x-1),
因为△AF1F2为等腰三角形,所以△AF1F2的内切圆的圆心点B到AF1的距离等于点B到x轴的距离,即=y1,①
由点B在直线BF2上,所以y1=-(x1-1),②
由①②可得
所以△AF1F2的内切圆的方程为(x+1-)2+(y+3-2
)2=(2
-3)2.(16分)
已知点P是圆C:x2+y2=1外一点,设k1,k2分别是过点P的圆C两条切线的斜率.
(1)若点P坐标为(2,2),求k1•k2的值;
(2)若k1•k2=-λ(λ≠-1,0),求点P的轨迹M的方程,并指出曲线M所在圆锥曲线的类型.
正确答案
(1)设过点P的切线斜率为k,方程为y-2=k(x-2),即kx-y-2k+2=0;
∵其与圆相切,则=1,化简得3k2-8k+3=0,
∴k1•k2=1.
(2)设点P坐标为(x0,y0),过点P的切线斜率为k,
则方程为y-y0=k(x-x0),即kx-y-2k+2=0,
∵其与圆相切,∴=1,化简得(x02-1)k2-2x0y0+(y02-1)=0,
∵k1,k2存在,
则x0≠1且x0≠-1,△=(2x0y0)2-4(x02-1)(y02-1)=4(x02+y02)-4>0,
∵k1,k2是方程的两个根,
∴k1•k2==-λ,化简得λx02+y02=λ+1.
即所求的曲线M的方程为:λx2+y2=λ+1(x≠±1);
若λ∈(-∞,-1)时,所在圆锥曲线M是焦点在x轴上的双曲线;
若λ∈(-1,0)时,所在圆锥曲线M是焦点在y轴上的双曲线;
若λ∈(0,1),M所在圆锥曲线M是焦点在x轴上的椭圆;
若λ=1时,M所在曲线M是圆;
若λ∈(1,+∞)时,所在圆锥曲线M是焦点在y轴上的椭圆.
已知中心在原点,长轴在x轴上的椭圆的两准线间的距离为2,若椭圆被直线x+y+1=0截得的弦的中点的横坐标是
,求椭圆的方程
正确答案
解法一:
令椭圆方程为,
由题得:
,
由可得
,
又即
椭圆方程为
解法二:
令椭圆方程为,
由题得:
,
由作差得
又即
椭圆方程为
椭圆中心定,焦点定,所以椭圆的位置定,而且由准线方程可得一个方程,还有一个方程怎么找?根据直线与椭圆相交,可联立方程组,利用韦达定理解决,事实上就是把交点问题化归为方程根的问题,有关中点问题还可设弦的两端点坐标代入椭圆方程相减,式中含有三个未知量,但直接联系了中点和直线的斜率,同样可得到a与b的关系(点差法)从而解决问题,但两者又各有弊端:韦达定理解决过程中易漏解,需关注直线的斜率问题;点差法则在确定范围方面略显不足。
(本小题满分14分)
椭圆与直线
相交于两点
,且
(为原点).
(1)求证:为定值;(2)若离心率
,求椭圆长轴的取值范围。
正确答案
(1)略 (2)
(1)由,得
,
设,即
,又
,代入,得
,故
(2),而
代入得
所以椭圆长轴的取值范围是.
已知斜率为的直线过椭圆
的焦点,且与椭圆交于
两点,则线段
的长是 。
正确答案
,
,
,
,
,
,不妨设
过右焦点,则
,由
消
得:
,∴
=
,∴
=
。
若椭圆的两个焦点为,
,长轴长为
,则椭圆的方程为 。
正确答案
∵,
,∴
,∴
,所以椭圆的方程为
。
已知A、B分别是x轴和y轴上的两个动点,满足|AB|=2,点P在线段AB上且=2
,设点P的轨迹方程为C.
(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)若点M、N是曲线C上关于原点对称的两个动点,点Q的坐标为(,3),求△QMN的面积S的最大值.
正确答案
(Ⅰ)设点A、B、P的坐标分别为(a,0)、(0,b)、(x,y),
则即
由|AB|=2得a2+b2=4,
所以曲线C的方程为+
=1.(5分)
(Ⅱ)设M(x1,y1),N(-x1,-y1),
则|MN|=2.
当x1≠0时,设直线MN的方程为y=x,
则点Q到直线MN的距离h=,
∴△QMN的面积S=•2
•
=|
y1-3x1|.(11分)
∴S2=|y1-3x1|2=9x12+
y12-9x1y1.
又∵+
=1,
∴9x12+y12=4.
∴S2=4-9x1y1.
而1=+
≥-2•
•
=-
,
则-9x1y1≤4.
即S2≤8,S≤2.
当且仅当=-
时,
即x1=-y1时,“=”成立.
当x1=0时,|MN|=2•=
,
∴△QMN的面积S=•
•
=2.
∴S有最大值2.(14分)
(本小题满分12分)已知椭圆C:过点
,且长轴长等于4.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)是椭圆C的两个焦点,⊙O是以F1F2为直径的圆,直线l: y=kx+m与⊙O相切,并与椭圆C交于不同的两点A、B,若
,求
的值
正确答案
解:(Ⅰ)由题意椭圆的长轴2=4,得a=2, ……………………………………1分
点
在椭圆上,
……………………………………3分
∴椭圆的方程为……………………………………………………………4分
(Ⅱ)由直线l与圆O相切得 ……………………………5分
设,由
消去
,
整理得 ………………………………………-6分
由题可知圆O在椭圆内,所以直线必与椭圆相交 …………………………7分
……………………………………………8分
=
==
……………………………9分
…………………………10分
…………………………………11分
…………12分
已知A、B分别是x轴和y轴上的两个动点,满足|AB|=2,点P在线段AB上,且=t
(t是不为0的常数),设点P的轨迹方程为C.
(Ⅰ)求点P的轨迹方程C;
(Ⅱ)若曲线C为焦点在x轴上的椭圆,试求实数t的取值范围;
(Ⅲ)若t=2,点M、N是C上关于原点对称的两个动点,点Q的坐标为(,3),求△QMN的面积S的最大值.
正确答案
(Ⅰ)设点A(a,0),B(0,b),C(x,y),
∵=t
,即(x-a,y)=t(-x,b-y),即
(2分)
则.
又∵|AB|=2,即a2+b2=4.
∴+
=1.
∴点P的轨迹方程C:+
=1.(5分)
(Ⅱ)∵曲线C为焦点在x轴上的椭圆,
∴>
,得t2<1.
又∵t>0,∴0<t<1.(8分)
(Ⅲ)当t=2时,曲线C的方程为+
=1.(9分)
设M(x1,y1),N(-x1,-y1),则|MN|=2.
当x1≠0时,设直线MN的方程为y=x,
则点Q到直线MN的距离h=,
∴△QMN的面积S=•2
•
=|
y1-3x1|.(11分)
∴S2=|y1-3x1|2=9x12+
y12-9x1y1.
又∵+
=1,
∴9x12+y12=4.
∴S2=4-9x1y1.
而1=+
≥-2•
•
=-
,
则-9x1y1≤4.即S2≤8,S≤2.
当且仅当=-
时,
即x1=-y1时,“=”成立.
当x1=0时,|MN|=2•=
,
∴△QMN的面积S=•
•
=2.
∴S有最大值2.(14分)
动点P(x,y)到两定点F1(0,-3),F2(0,3)的距离和10,则点P的轨迹方程为______.
正确答案
由椭圆的定义可得,满足条件的点P的轨迹是以两定点F1(0,-3),F2(0,3)为焦点,
半焦距等于3,长轴等于10的椭圆.
故a=5,c=3,b=4,故点P的轨迹方程为 +
=1,
故答案为 +
=1.
方程=|x+y-2|表示的曲线是______.
正确答案
=|x+y-2|可变为
=
<1
它表示点(x,y)到定点(-1,-1)的距离与到定直线x+y-2=0的距离之比为一个常数,且常数小于1,
由圆锥曲线的第二定义知,点(x,y)轨迹是一个椭圆
即方程=|x+y-2|表示的曲线是椭圆.
故应填椭圆.
在平面直角坐标系中,已知A1(-,0),A2(
,0),P(x,y),M(x,1),N(x,-2),若实数λ使得λ2
•
=
•
(O为坐标原点)
(1)求P点的轨迹方程,并讨论P点的轨迹类型;
(2)当λ=时,若过点B(0,2)的直线l与(1)中P点的轨迹交于不同的两点E,F(E在B,F之间),试求△OBE与OBF面积之比的取值范围.
正确答案
(1)=(x,1),
=(x,-2),
=(x+
,y),
=(x-
,y)
∵λ2•
=
•
∴(x2-2)λ2=x2-2+y2化简得:(1-λ2)x2+y2=2(1-λ2)
①λ=±1时方程为y=0轨迹为一条直线
②λ=0时方程为x2+y2=2轨迹为圆
③λ∈(-1,0)∪(0,1)时方程为+
=1轨迹为椭圆
④.λ∈(-∞,-1)∪(1,+∞)时方程为-
=1轨迹为双曲线
(2)∵λ=,∴P点轨迹方程为
+y2=1,
∴S△OBE=×2×|x1|,S△OBF=
×2×|x2|
∴S△OBE:S△OBF=|x1|:|x2|
设直线EF直线方程为y=kx+2,联立方程可得:(1+2k2)x2+8kx+6=0.
∴△=64k2-24-48k2>0,∴k2>.x1+x2=-
,x1•x2=
,
∴=
=
+
+2,∵k2>
,∴
∈(4,
)
∴∈(
,1)∪(1,3)
由题意可知:S△OBE<S△OBF,所以∈(
,1).
已知两定点A(-4,0)、B(4,0),一动点P(x,y)与两定点A、B的连线PA、PB的斜率的乘积为-,求点P的轨迹方程,并把它化为标准方程,指出是什么曲线.
正确答案
∵A(-4,0)、B(4,0),P(x,y)
因为直线PA、PB的斜率存在,所以x≠±4
∴直线PA、PB的斜率分别是k1=,k2=
.
由题意:PA、PB的斜率的乘积为-,得:
•
=-
,化简得
+
=1,
∴点P的轨迹的标准方程为+
=1,x≠±4,
它表示椭圆除去x轴上的两个顶点,
故此曲线为椭圆,除去x轴上的两个顶点.
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